Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологические и физико-химические условия образования богатых железных руд

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геологические и физико-химические условия образования богатых железных руд"

. АКАДЕШЯ НАУК УКРАШЫ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ И ФИЗИКИ МИНЕРАЛОВ ОТДЕЛЕШЕ МЕТАЛЛОГЕШ

На правах рукописи УДД 553.31:53/54+553(477)

СИРОИГАН Дмитрий Ростиславович

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ЗИЗЖО-ХИШЧЕСКИЕ УСЛОШЯ ОБРАЗОВАНИЯ БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ЖЕЛТогечЕнского типа

Специальность 04.00.- геология, поиски и разведка

рудных и нерудных месторождений; металлогения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

К и э в - 1992

Работа выполнена в Отделении металлогении Института геохимии и физики минералов АН Украины /г.Киев/.

академик АН Украины, доктор геол,-мин. наук Я.Н.Белевцев

член-корреспондент АН Украины, доктор геол.-мин. наук Ю.П.Мельник доктор геол.-мин. наук А.И.Стрыгин

Криворожская геолого-разведочная экспедиция ПРО "Шукргеология"

Ьиггсхл 1992 г. в (О ГЛДчасов на'заседании специализированного совета Д 016.17.02 в Отделении металлогении Института геохимии и физики минералов АН Украины.

Адрес: 252142, КИЕВ-142, ГСП, пр-кт Палладина, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отделения металлогении Института геохимии и физики минералов АН Украины.

Автореферат разослан ^Лсл-чЯ. 1992 г.

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

Защита состоится

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТА доктор геол.-мин. наук

{ В.П,

ЕУХАРЕВ

* I ' ~ ~

;я1'иГ| 1 СЫПЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изучение условий образования богатых железные. руд Еелтореченского месторождения Криворожского бассейна имеет большое научное н практическое значение. Необходимость такой работы, обусловлена тем, что в последнее время генезису рудных залежей- этого района не уделялось должного внимания. Недостаток информации о составе, строении и условиях формирования залежей богатых железных руд Еелтореченского месторождения являлся существенны.! препятствием в создании единой картины рудообразую-щего процесса Криворожской, структурной зоны.

Цель работы. - определение литолого-структурных условий и физико-химических параметров рудообразуыцего процесса на Еелто-реченском местороадешш.

Основные задачи исследований :

1. Изучение общей, геологической, структуры и рудоносности месторождения.

2. Детальное исследование контактов богатых железных руд с вмещающими породами.

3. Изучение вещественного и химического балансов при рудо-обрааовании.

4. Определение флюидного режима и окислительно-восстановительных условий рудообразувдего процесса.

Научное и практическое значение работы. Собран, систематизирован и обобщен большой геологический материал, характеризующий геолого-структурнуи обстановку и богатые железные руды 4ел-тореченского месторождения. Установлена четкая связь между метаморфизмом пород, слагающих описываемую структуру, и процессом рудообразования. Изучено изменение вещественного состава пород.

а также морфологии и химического состава основных, порода- и рудообразущих минералов прч. формировании рудаых заледей. Выполнено детальное исследование перехода вмещающая порода -руда. Впервые для Келтореченского месторождения определен состав метаморфогенного флюида и его изменение при рудообразова-нии, показана ваннешая роль окислительно-восстановительных условий и резшма кислорода в концентрации рудного вещества.

Шполненое когшлексное изучение ¿елтореченского железорудного месторождения позволяет значительно дополнить и в ряде вопросов конкретизировать существующие представления о генезисе богатых железных руд Криворожского бассейна.

Основные защищаемые полоивния:

1. Процесс формирования Желтореченского железорудного месторождения является двустадийным. Первая стадия - прогрессивный этап метаморфизма в условиях эпидот-амфиболитовой фации, о которыт,! связано формирование общей, геолоигческой структуры и основных толщ пород, слагаыцих месторождение. Вторая стадия -регрессивный этап метаморфизма, с .которцм сопряжено образовшше залежей богатых, железных руд.

2. Богатые железные руды развиваются как по авлезистым кварцитам, так и по амфиболсодераащим сланцам.

3. Основным рудообразукцш фактором является циркуляция метаморфогенного флюида в процессе эволюции пород Еелтореченс— кого местороядения при прогрессивном и последующем регрессивном метаморфизме.

4. Процесс образования богатых железных руд является мета-соматическим,. в результате которого возникает четкая метасомати-ческая колонка перехода вмещающая порода-руда.

- 3 -

Фактический материал и методы исследований. Диссертационная работа выполнена в Отделении металлогении ШЖЧ АН Украины- на основе материалов, собранных автором при проведении Экспедиционных работ на Желтореченском месторождении. Изучено и опробовано значительное количество горных выработок и скважин на трех горизонтах месторождения. Отобрано более 500 проб.

В процессе камеральной, обработки собранного материала применялись следующие методы исследований: минералогический, петрографический, химический, спектральный, фазовый, микрозондовый, масс-спектрометрический., рентгенструктурный, термический, магнитный и другие. Большое количество полученных результатов прошло статистическую обработку на ЭВМ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях молодых ученых ИГН /1986г./ и ИГ1М /1987г./ АН Украины, на ГГ конференции "Метасоматизм и рудо-образование" /1987г./, на Х1Г металлогеническом совещании "Металлогения докембрия: и метаморфогенное рудообразование" /1990г./, По теме'диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованной, литературы. Она содержит 110 страниц машинописного текста, 53 рисунка и 43 таблицы. Список литературы вклшчает в себя наименования.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю академику- АН Украины Я.Н.ЕЕПЕВЦЕВУ за внимание и действенную помощь в течение всего периода выполнения, работы. Автор искренне благодарен Е.А.КУЛШШГ, М.А.ЯРОВДК, В.Н.КОБЗАРЮ, В.В.ПОКА-

ЛЮКУ за критическое обсуждение работы, на разных стадиях её выполнения.

Ценные советы и помощь, в выполении ряда аналитических определений были получены автором от Ю.М.Стебновской, Ф.И.Рахо-вич, В.В.Радчука /ИШ1 АН Украины/, В.И.Оонарева /ИЭМ АН России/, Б.И.Пирогова /КГРИ/, В.С.Федорченко /Механобрчермет/ и других. Неоценимое содействие в проведении полевых работ и сборе каменного материала оказали геологи Восточного ГОКа Б.Г.Ба— ташев, А.Р.Кудпаев, В.Я.Фетисов, В.М.Яковлев, В.Я.Барыкин и другие.

Часть материалов для камеральной, обработки любезно предоставили М.А.Ярощук и Ф.И.Ракович.-

Всем товарища.!, оказавшим содействие при выполнении работы и оформлении результатов, автор выражает свою самую сердечную признательность.

' I. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ РАЙОНА

Нелтореченокая синклиналь расположена в северной части Криворожского железорудного бассейна в районе г.Желтые Воды Днепропетровской области Украины. Она представляет собой, сильно сжатую, круто склоняющуюся складчатую структуру субмеридаанального простирания, сложенную метаморфическими породами криворожской серии. К востоку и западу от нее залегают магматические породы саксагансхого и днепрово-токовского комплексов докриворожского возраста. Толщи докембрия почти повсеместно перекрыты образованиями кайнозоя.

Разработка рудных залежей. 1елтореченского района началась в 1898 году. Из всех выявленных рудопроявлений и месторождений

наиболее крупным оказалось собственно Келтороченское, которое является действующим в настоящее время. После 1917 года било организовано рудоуправление "Желтая Река" треста Кривбассруда. С 1933 года началась подземная, добыча руда с годовой производительностью 770 тис,тонн. В 1950-60 годах была произведена реконструкция рудника и сейчас действующими являются шахты "Новая" и "Ольховская", годовая, производительность которых составляет около 1,5 млн.тонн богатой железной руда.

Параллельно с этики работами проводилось геолого-струтстур-ное изучение Еелтореченского района. До конца XIX века геологические исследования ограничивались лишь осмотром и описанием естественных обнажений. Первые значимые работы появились а 1920-30 годах. В послевоенный период вопроса»® геологического строения и происхождения богатых железных руд. Нелтореченского месторождения занимались многие исследователи. Среди них следует отметить Н.Ф.Аникееву, Я.Н.Белевцева, М.И.Воскресенскую, B.C. Домарева, Р.П.Дубинкину, А.П.Никольского, Ю.Ир.Половипкипу, М.А.Яро'щук и других.

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОВДЕНИЯ Желтореченское железорудное месторождение приурочено к центральной части одноименной, синклинали, сложенной метаморфическими породами криворожской серии. Простирание осевой плоскости складки, занимающей положение, близкое к вертикальному, не выдержано и изменяется от северо-восточного на- юге до суб— меридианального на севере. Еарнир и крылья синклинали погружается весьма круто, вследствие чего до глубины 1,5-2,0 км признаки её замыкания не наблюдаются.

В проделах Желтореченского месторождения выделяются все

свити криворожской серии.

Новоюриворонская свита представлена ам$иболовыыи, биотит-аыфиболовиш гнейсами и ак^иболитаыи. Наиболее широко они распространены на южном фланге месторождения при мощности до 400 метров. На севере мощность свиты резко уменьшается, что в значительной '-степени объясняется гранитизацией слагаюцих её пород.

В строении скелеватской свиты участвуют биотитовые и амфибол-биотитоше гнейсы, крупночешуйчатис слвдяше сланцы, в подчиненном количестве присутствуют линзовиднке тела кварцитов и метаконгломератов. Последние не имеют строгой приуроченности к определенной части разреза. На мшом фланге месторождения мощность свиты составляет 250 метров, на северном - от 10 до 30 ' метров.

Саксаганская свита, как и повсеместно в Криворожском бассейне, состоит из переслаивающихся сланцевых п железистых горизонтов, В пределах Желтореченского месторождения мощность свиты значительна и колеблется от 110 до 530 метров.

Первый сланцевый горизонт в виде самостоятельной толщи выделяется на южном фланге месторождения и состоит из переслаивающихся пачек ам^иболовых, биотит-амфиболовых сланцев с подчинен-шага прослоями и линзами ам^ибол-хлорит-йиотитовых, хлорит-биотитовых и иногда магнетпт-алфиболовых сланцев.

Первый железистый горизонт самостоятельно выделяется только на южном фланге. Он сложен средне- и грубополосчатыми железистыми кварцитами ам£ибол-магнетитового состава.

Второй сланцевый горизонт также наибольшее распространение получил на юге. В его составе преобладают амфиболоше и гранат-амфиболовые грубополосчатые кварцито-сланцц, а биотитовые, хло-

рит-биотитовые и другие существешю слюдистые сланцы присутствуют в подчиненном количестве.

'Второй, железистый горизонт получил наибольшее распространение на юге в обоих крыльях складки. Его порода представлены тонко- и сроднеполосчатыми гематит-магнетитовыми железистыми кварцитами.

Третий-пятый сланцевый горизонт также самостоятельно выделяется на южном фланге месторождения. Здесь преобладают грубо-полосчатые гранат-емфиболовые и гранат-магнетит-ам^иболовие кварцито-сланцн. Им подчинены прослои гранат-ам$ибол-биотитовнх и гранат-биотитовых сланцев.

Пятый-шестой железистый горизонт в виде единой толщи выделяется во всех блоках Келтореченской структуры. Он весьма неоднороден и сложен тонкополосчатыми ам|>ибол-магнетитовыми, режа амфибол-гоматит-магнетитовыми железистыми кварцитами.

Седьмой сланцевый горизонт получил наиболее широкое развитие в замке и крыьях центральной части Келтореченской структуры. Он'представлен магнетит-ам$иболовыш /куммингтонитовыми/ сланцами с подчиненным количеством гранат-хлорит-биотитовых и хпорит-биотитовых сланцев. В восточном крыле широко развиты гранат-амфиболовые разности.

Гданцевская и глееватская свиты рассматриваются как единая толща, слагающая ядро Келтореченской синклинали. Суммарная мощность пород, не превышает 300 метров.

В целом, литолого-стратиграфпческая характеристика Еелто— реченской синклинали, по сравнешш с другими районами Криворожского бассейна, имеет ряд особенностей, к которым относятся: меньшее количество железистых и сланцевых горизонтов; несовладе-

ние мощностей и фадаальных характеристик параллелизируемых толщ; более высокая степень метаморфизма пород; на многих участках порода месторождения изменены более поздними наложенными гидротер-мально-метасоматическими процессами.

Важную роль в структуре Еелтореченского месторождения играют крупные разновозрастные разломы. К наиболее древним из них принадлежат Даниловский, Куликовский, Восточный и другие продольные взбросо-сдвиги, вдоль которых протягиваются линейные дайко— образные тела глубоко метаморфизованных гипербазитов. Эти разломы, а таксе молодые секуцие нарушения /Ольховское и Буденовс-кое/ разбивают Еелторечепскую синклиналь на ряд крушшх блоков: ¡¡елтоводский, Кулиновский, Нетесовский и-Краснокутский. Продольный Еолтоводский. блок, в свою очередь, разбит Ольховским нарушением на Центральный, и Буденовский блоки.

Внутри выделяемых блоков устанокленн многочисленные более мелкие дорудные и поструднне тектонические нарушения, которые в сочетании со складчатостью различных порядков и крупными разломами создают весьма сложную и до конца не расшифрованную картину рудного поля.

Магматические порода к востоку от Еелтороченской синклинали представлена древними докриворожскими плагиоклазовыми гранитами саксаганского типа и мигматитами с реликтами пород метаба— эитовой. /конкско-верхонцевской/ серии. Вдоль западного контакта развиты микроклиновые граниты днепрово-токовского типа и их мигматиты таксе докриворожского возраста, слагащие северо-западный выступ Демуринского поднятия. Внутри Еелтороченской структуры залегают дайки и мекслоевие интрузии гипербазитов и пегма-топдные аилы.

3. ВДОНОСИОСТЬ ШГГОРЕЧЕНСКОГО МЕСТОРОВДЕНШ

В пределах Желтороченского месторождения разрабатываются магнетитошо п гематимлагнетитовые богатые рудц и существенно магнетитовые рядовые руда типа железистых кварцитов н магнетит— содержащих сланцев. Зона оруденения сложена Еелезистыми кварцита!,и, а также биотитовыми, гранат-ам$ибрловики и магнстит-агг$и— боловыш слайдами саксаганской. свиты, залегающими мевду породами верхних спит криворонской серии ¡Еелтоводского и Нетесовского блоков.

Бедные железные руда представлены преимущественно амфибол— магнетитовыми разновидностями келезистых кварцитов. Они образуют пластовые и пластообразные тела значительной протягвнности и мощности с относительно'вцдвряанным содержанием Ре [аГИ около 30$. К бедным рудам такяе относятся ам][.ибол-магнетитоЕце и гранат-ям^ибол-магнетитовые сланцы, содержащие Ре 1!аП1 почти в том та количество, что и пелезлстые кварциты, и образунцие заметные по размера}.! участки вблизи последних. Залеки бедных руд относительно равномерно рассредоточена по всей площади рудного поля. Они осложнены тектоническими деформациями, а такте более поздними гпдротерлально-метасоматичвскими процессами. Общие запасы бедных железных руд Еелторечеяского месторождения рассредоточены в 20 пластах преимущественно малой мощности /от, 5 до 30 метров/ в пределах полосы метаморфических пород, имеющей протяженность до 8,5 километров.

Богатые яелезныо руда образует, в целом, небольшие по размерам залежи сложной столбообразной формы с разнообразным распределением оруденения. Они залегают с крутым, близким к вертикальному падением в железистых кварцитах и сланцах саксаганской

/

свиты. Наиболее крупные иа них располагаются в Центральном блоке месторождения. В других частях рудного поля находятся мелкие рудные тела, которые разобщены друг от друга и рассредоточены на больших растояниях.

В границах шахтного поля запасы богатых железных руд приурочены к участку "килевидного" замыкания Желтореченской синклинали в центральном блоке. В восточном борту зашкалил залегают залеки Восточная, Главная GBO и Главная СЗО в западном борту - Южная Михайловская. Все они имеют средние размеры и сложное строение. Эти залежи характеризуются неустойчивой протяженностью и мощностью по горизонтам, но прослеживаются по падению на значительные глубины. Форма рудных тел приближенно столбообразная, с весьма крутым падением и склонением. В горизонтальном склонении это сильно уплощенные тела с преобладанием протяженности над средней, мощностью в 13-28 раз.

Исходными породами, по которым образуются богатые железные руда, являются железистый кварциты, а также ш.фкЗолошо, биотит,-амфиболовне, гранат-ем]шболоше и другие разновидности сланцев. Залегание исходных пород моноклинальное с субмерндиональным простиранием.

Богатые железные руда Велтореченского месторождения представлены двумя основными разновидностями: мэгнетитовыми и гема-тит-магнетитовыми. Перше характерны для залежей Восточная и Главная СВО среди железистых кварцитов с содержанием Fe общ

залежи Главная СВО и Главная СЗО - видоизмененное новое название от старого "Главный северо-восточный отрог" и "Гларшй. северо-западный, отрог".

- ГГ -

порядка 56-57/5. Гематит-иагнетитоше разности руд присущи залежам Главная СЗО и Шная Михайловская, где содержание Ре составляет 53-64,1. Из нерудных минералов в богатых рудах, присутствуют в незначительном количестве кушингтошт, кварц, щелочной ш.йибол и иногда згирин.

Характерной особешюстью залежей богатых железных руте является уменьшение отепепи кетасоматической переработ1Ш пород и самих руд по мэре удаления от осевой плоскости "килевиддого" запинания Гелтореченской синклинали. Каблцщшгся также различия в минеральном составе богатых руд из-за наложенных метасо— матических процессов, хотя в основных чертах они весы.® близки.

4. ИИЕРАЛОГИЯ И ГЕ0ЕК1Я РУДОНОСНОЙ. ТОЛЩИ Детальное изучите рудовмещавдих пород и богатых железных, руд подзывает, что процесс оруденения сопровождается не только изменением количественного соотношения рудных и нерудных мине— ралов, но и развитием новых шнералов, которые в исходных породах обычно отсутствуют. Это является важным фактором, отражающим физико-химические условия рудообразущего процесса. В связи с этим особое внимание было уделено изучению изменеш!я состава ряда породо- и рудообразующих ».шнералов с помощью мик-розондового анализа.

Г.'ягнетит представлен 4 генерациями. В неизмененных породах развит метаморфогенный магнетит Г-ой генерации. Вторая генерация появляется преимущественно в околорутошх породах по краям нерудных зерен или внутри них, что связывается с гидратацией высокожелезистых силикатов, когда последние замещаются, менее железистыми разностями. Третья генерация паблвдается в рудах как полигональные агрегаты, замещавдие нерудные минералы, и

является ведущей, для рудных залежей. Мушкет овит, как магнетит и-ой генерации, развит ограничено и пространственно сопряжен с участками наложенной поздней метасоматической переработки богатых руд.

Гематит также представлен несколькими генерациями. Первая развита про имущественно в железистых кварцитах в виде тонкодвс-персных включений. Вторая генерация проявляется как вытянутые чешуйки в общей магнетитовой массе богатых руд. Встречается также гематит Ш-ей. генеращш, слагающий ветвистые прожилки в рудах со следами щелочного метасоматоза.

Амфибол /куммингтонит/ при оруденешш пород постепенно снижает свою железистость от 80$ во вмещающих породах до 45-50$ в богатых рудах. При атом высвобоздавдееся железо связывается в новообразованные генеращш магнетита.

Тальк является типичным новообразованным минералом при ору-денешш железистых кварцитов. Он наблюдается только в околоруд— ной зоне и в приконтактных частях рудных залежей. Данный минерал, развивающийся по куммингтониту,- в околорудной, зоне имеет железистость 30$, а в руде - 15%.

Гранат, как один из основных породообразующих минералов сланцев, при их оруденении почти полностью исчезает в богатых рудах. Одновременно с втим изменяется и его состав в сторону увеличения спессатриновоЯ составляющей и, в особенности, кальциевое™. В гранате из сланцев = 0,Ю, а в гранате из богатой руды х^ = 0,58-0,63. '

Стильпномелан является наиболее характерным новообразованным минералом в околорудной, зоне сланцев и богатых железных руд. Он характеризуется весьма неоднородным составом, как следствие

неравномерности гидратации исходного биотита в сланцах. Это находит свое проявление в изменении его железистости от 70$ в околорудных сланцах до 55-661 в богатых рудах.

Хлорит также представляет собой, типичный новообразованный минерал в околорудных зонах сланцев и богатых мапютптовшс рудах. Состав его закономерно изменяется при рудообразовании. В околорудной зоне железистость хлорита варьирует от 6Г до 74$, в. руде в прихонтактовой зоне она резко снижается до 41$, а внутри рудного тела - до 28-30^: Одновременно происходит падение его глиноземистости с 0,44 до 0,27.

Кроме указанных минералов следует отметить спорадическое присутствие Актинолита и сфена.

Минеральный состав пород к богатых железных руд.. Еелторе— ченского месторождения в разной степени осложнен наложешшми метасоматическиш процессами. К постжелезорудным новообразованным минералам относятся альбит, щелочной а\т£ибол и пироксен. В ряде случаев количество этих минералов настолько существенно, что дае^ основание для выделения отдельных разновидностей богатых железных руд.

В петрохимпческом плаке Желтореченское месторождение представляет собой гетерогенную толщу, состоящую из переслаивапцих— ся железистых кварцитов и сланцев, как следствие полиритмичес— ких и фациальннх условий осадконакяплекия. Это находит свое отражение в особенностях химического состава, из которых наиболее существенна,! является значительное преимущество кремнезема и окислов железа над другими породообразующими компонентами.

Степень окисленности сланцев тогда как в дщ-

лезистых кварцитах этот показатель < I, что говорит о преиму-

г ** „

щественном развитии куммингтонитов с 1е в составе первых. Подобная разница в степени окисленности исходных по отношению к рудам пород при близкой железистости указывает на ннертное поведение кислорода при прогрессивном метаморфизме в пределах Желторечеиского месторождения.

Спектральный анализ показал значительную идентичность набора малых элементов в богатых железных рудах и тех вмещащих породах,по которым они развиты /Сироштан, 1985/. Выполненный: факторный кластер-анализ результатов спектральных определений, отражает слабую дифференциацию этих алементов по группам в породах и рудах.

Процесс оруденения сопровождается изменением содержания изотопа в кагнетитах и гематитах из вуещавдих пород и богатых руд. С развитием рудных залежей по -сланцам средние значения 8100 магнетитов изменяются от 2,7 %с до 7,2 При рудообразо-вании по железист™ кварцита!,1 подобная картина не наблюдается. Это говорит о том, что процесс формирования рудных тел по железистым кварцитам характеризовался преимущественно выносом крешшзема, тогда как при переходе от сланцев к богатым рудам значительную роль играло разложение высококелезистых породообразующих минералов и перераспределение железа.

Средние значения содержаний изотопов 180 в гематитах и магнетитах , соответственно 7,1 и 5,1 из гематит-магне-титовых руд указывают на окисление первичных магнетитовых руд поверхностными водами.

Проявленные» колебания содержания "тяжелого" изотопа кислорода в рудных минералах из вмещающих пород и богатых руд, в ■

отдельных случаях дате на растошпшх до 1,0 метра, указытают на отсутствие полного равновесия кислородного обмена при рудо— образовании /Тельник, 1573, 1986/.

5. УСЛОВИЯ Ф0Р1Я1Р0ВАИЖ БОГАТЫХ ШШЗИЫХ РУД ЕШОРЕЧЕНСКОГО МЗСТОРОШШИ

Переход рудовмещаыцих пород в богатые железные руда наго— дат свое отражение в изменении химических составов, что весьма наглядно выражается при сравнении исходного субстрата и руды. Из сопоставления химических анализов проб, отобранных в виде лент образцов от вмещающих пород к богатым железным рудам, можно судить об особешюстях их изменения по меро возрастания интенсивности оруденетиг.

Расчет химического баланса, выполненный по методу Казигщ— на В.В. и Рудника В.А. /1960/, позволяет утверждать, что на начальной стадии оруденения железистых гларцитов и сланцев суммарное содержание вещества изменяется не очень значительно, о увеличением не более 10-12*, тогда как в рудах оно возрастает на 28-30/5. Это связывается с повышешшм привносом железа, пре— валирукииэ) над выносом кремнезема. Привнос железа происходит преимущественно в форлэ трезвалептного. Соотношение привноси—

с» г

мых Ге и 'е с образованием богатых шгнетитовых руд свидетельствует об окилптелышх условтшх рудообразовашш.

Характерно;! особенностью оруденения на Еелтореченскои мес-торогдении является развитие богатых руд как среди железистых кварцитов, так и ач^иболсодеркащпх сланцев. Взаимоотношения рудных залежей и вмещающих пород различны. Процесс оруденения в кварцитах весьма тщательно изучен на примере руд саксаганс-кого типа /Болевцев, 1579; Белевцев, Дубпнкина, Г959 и др./

и ого 'особенности совершенно идентичны орудененжо железистых кварцитов Еелтореченского месторождения.

Оруданепке в сланцах заметно отличается сложностью измене-' ния минеральных ассоциаций о хорошо выраженной зональностью. Изучение перехода сланцев в богатые руда свидетельствует, что такой переход проявляется в развитии ряда зон со своими минеральными ассоциациями. Каждая зона, по мере приближения, от сланцев а рудам, характеризуется последовательным уменьшением числа сосуществующих минералов, вплоть до мономинеральных мат-нетитовых руд. Другой важной особенностью является выдержанное снижение железистости силикатов, сопряженное с повышением количества магнетита. Особенно это хорошо прослеживается ь кум-мингтоните, что отражается в изменении показателей преломления и его состава по данным микроаондового анализа.

Таблица I

Зональность перехода сланцев в богатые руды

о™-.' Минеральная " . ассоциация

Подвиж. ком-нт

Факторы равновесия

Г Гр*Ку7.нМгт+Кв С = 5 Ст, Р,^ Ц^^Сь,

2 Кум+?.!гт+Кв ^^О^О^М^/тйСЬ,

3 Мгт+Кв 6«5СТ,Р

4 Мгт±Гем £ - 5 С Т, Р, ^ Н гО^Ох^МдО^^П^О,

Развитие такой метасо.чатической зональности связано с но-

отуплением большее масс флюида, возникающего при прогрессивном метаморфизме, в наиболее проницаемые участки, что связывается с локальным развитием различных тектонических деформаций. По мере уменьшения проницаемости пород степень переработки снижается. При зтом, в результате взаимодействия флюида с породам, изменяются и его геохимические свойства. В результате проявляется ди^еренциадия подвидности породообразующих компонентов, что находит свое отражение в предполагае!.шх пограничных реакциях между выделе иными зонагз!:

Г - 2 : ОГр + ЗН20 + 0,5б2 -* ЗГрю/Кум/ + Пгт + 8 Л^03

2 - 3 : ЗГрю/Куи/ + 0,502 — Мгт + 24Кв + ЗГ^О 3-4 : Кв + 2Н20 — ^¡А/р-р/

Дашше реакции сопровождаются выделением кварца, что дает основание предположить о вшюсо /подвижности/ крешезема в процессе оруденония. Это находит свое подтверждение в появлешш кварцевых секущих прожилков, а также общей окварцовшшооти пород на рангах рудных тел.

Основныш ко.мпонентш.ш рудробразущего .флюида являются 1^0 и СОп, другие /СО, С!Г,, Ир, Ы2/ не имеет существенного знача— ния. Отношение главных составляющих флюида /Н20:С02/ резко повышается от значсн;й 1,12-1,75 в породах, не затронутых оруде— нением, до 12,10-14,25 в богатых рудах и свидетельствует об его углекисло-водном составо. Процесс оруденения связывается с повышение!.! степени огаюленности флюида, что отражается почти полным отсутствием СО.

Одним из вагщейпих факторов, определяпцш процесс рудооб— разоЕшпш в железорудных формациях, являются окислнтельно-вос— становителыше услокш. Повышение окислительных условий спо—

собствует обогащению пород магнетитом /гематитом/, тогда как в восстановительной среде большая часть железа связывается в маг— незаально-железистых сикатах. Эту особенность рудообразуыцего процесса в железорудных формациях, отмечали в своих работах Я.Н.Белевцев /1979, Г984/, Ю.П.Ыелышк /1973, 1986/, М.А.Яро-щук /Г980/, В.И.Оонарев /1957/ и др. В восстановительных условиях, соответствующих прогрессивному метаморфизму эпидот-амфи-болитовой фации па Ь'елтореченском месторождении, в породах железисто-кремнистой формации из силикатов наиболее характерным является куммингтонит с железистостью до 87$. В регрессивную стадию- метаморфизма повышение окислительных условий приводит к неустойчивости куммингтонита, железистость его понижается и развивается магнетит.

Вариации значений железистости кушингтонитов и соотношения EeO^gOg с явлениями изменения состава пород при орудене— нии свидетельствуют о значительной подвижности кислорода. Процесс рудообразования осуществлялся на фоне снижения температура и общего давления; возрастания пН20 /от 0,6 до 0,8/ и летучести кислорода. Это происходило в связи с проникновением в аонЕЕ повышенной прояпдаеыости больших масс ыетаморфогенного флюида. В подобных, условиях фугитивность кислорода определяется. составом флюида, а состав кумнингтонита, в свою очередь, находится в соответствии со значениями самой летучести кислорода.

Имея установленные аначения железистости кукмингтонита с помощью микрозондового анализа, можно использовать кумыинг-тонит-ыагнетит-кварцевнй. геооксометр /Фонарев, 1987/ и определить окислительные параметры рудообразупцего процесса в виде значений. и -л/табл. 2/.

Таблица 2.

Вариация ОВ параметров рудообразующего процесса

Порода : РеО у Л 0 ■*Кум пн2о=о,б : п! 1,0=0,0

1 *>2°3

сланец 1,710 0,62 19,47 3,60 19,36 3,49

руда 1,169 0,57 18,91 3,04 18,80 2,94

"сланец 1,601 0,65 13,71 3,64 19,90 3,73

руда 0,622 0,45 17,55 1,55 17,50 1,45

Окислительно-восстановительные параметры рудообразущего флюида, в целом, не выходят за пределы магнетит-ге:латитового и углерод-углекислого буферов. Лить в отдельных случаях окислительные условия несколько превышают их, что обусловлено появлением гематитсодержадих разностей богатых руд. .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наиболее благоприятной для локализации залежей богатых железных руд является весьма сложная по своему строении шарнирная часть Желтореченской синклинали. Процесс оруденения затронул как железистые кварциты, так и амфиболсодержащиа сланцы.

Рудообразование сопровоадается существенны!.! изменением минерального состава в околорудных зонах, что проявляется в из— менешш соотношения рудных и нерудных минералов, а также в изменении состава исходных минералов.

Колебания изотопного состава кислорода рудный минералов указывают на отсутствие полного равновесия кислородного обмена

при формировании руднщ залежей.

Процесс оруденения связывается с повышенным пршзносом железа, преобладающим над, выносом кремнезема. Соотношение привносимы! Ре^*" и с образованием богатых руд свидетельствует об окислительных условиях.

Последовательная, смена минеральных ассоциаций от рудовме— щащих пород, к богатым рудам имеет явный метасоматический характер с четко вырананной колонкой зон, каждая из которых проявлена сменой сосуществупцих минералов.

Основным фактором оруденения является, циркуляция утлекисло— водного (флюида в процессе эволюции пород железорудной формации Желтореченского месторолдения при прогрессивном и последующем регрессивном метаморфизме. Процесс оруденения связывается, с повышением степени окисленности флюида.

Окислительно-восстановительный режим рудообразования характеризуется возрастанием парциального давления воды и фуги-тивности кислорода, однако окислительные параметры флюида, в целом, не выходят за пределы магнетит-гематитового и углерод-углекислого буферов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Элементы-примеси магнетитов из пород и руд Еелтореченс— кого месторождения// Докл. АН УССР. Сер. Б, 1985, Л 12. -

С. 15-17.

2. Измёнение изотопного состава кислорода магнетитов при рудообразовашщ на Желтореченском месторождении/ Актуалыше вопросы геологии Украины. - Киев: СОПС АН УССР, 1986. - С. 78.

3. йлюидный реким процесса рудообразования на Северном

Криворохье// 7 Всесоюа. совещ. "Меташрфогенное рудообразование низких фаций, метаморфизма складчатых областей фанерозоя? Тез. докл. Ч. 2. -Ужгород, 1986. -0. 149-150.

4. Ыетасоматические богатые железные руды Северного Криворожья// У1 Всесоюз. конф. "Метасоматизм и рудообразование". Tea. докл. Ч. I. - Л., 1987. - С. 124-126.

5. Метасоматиты железисто-кремнистых формаций. Украинского щита// Там же. Ч. 2. - С. 61-62. /совместно с М.А.Ярощук/.

6. Образование богатых железных руд железисто-креинистой, формации Северного Криворожья// 1У регион, петрогр. совещ. по Европейской части СССР. Тез. докл. —Петрозаводск, IS87. —

С. I02-ID4.

7. Окислительно-восстановительные параметра железорудного процесса на Северном Криворожье// аП Всесоюз. совещ. "Металлогения докембрия, и метаморфогенное рудообразование". Тез. докл. Ч. 2. -Киев, 1990. - С. 96-97.

Находится в печати

I

Г. Применение методов ЭПР при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых// Геол. журн. /совместно с ИЛ. Комовым/.

Подписано а печать 15.05.92r формат 60*8^/16 Буиага писчая. Усл.псч.л.1.0. Тираж 100 акз. Закаа И92»

Отпечатано ЦГОП К® "Плодмашпрвакт" г.Кив1,Сакоагаявквгв,1